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oe1(光电查) - 科学论文

55 条数据
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  • 通过合理设计与可调谐等离子体纳米结构实现表面增强拉曼光谱对DNA突变的灵敏直接检测

    摘要： 高效的DNA突变检测方法对于癌症等疾病的诊断、个性化治疗开发及预后评估至关重要。为此，我们提出了一种结合活性等离子体纳米结构、表面增强拉曼光谱（SERS）和聚合酶链式反应（PCR）的简便方案，并辅以统计工具来识别和分类BRAF野生型（WT）与V600E突变基因。该纳米结构提供高灵敏度，而PCR确保对目标DNA的高特异性。通过一锅法合成了包括金/银纳米球、纳米壳、纳米花和纳米星在内的一系列带正电等离子体纳米结构并进行表征。通过改变纳米结构形貌，我们实现了表面等离子体共振波长从551纳米至693纳米的调控。其中金/银纳米星展现出最高SERS活性，被用于DNA突变检测。利用金/银纳米星，我们可重复检测低至100个拷贝的目标DNA序列，证实了直接SERS检测的高灵敏度。通过主成分分析-线性判别分析（PCA-LDA）统计方法，该技术成功应用于区分细胞系裂解全基因组DNA（gDNA）和细胞培养液中收集的无细胞DNA（cfDNA）中的WT与V600E突变。我们进一步证明该检测能特异性扩增并准确分类真实血浆样本。因此，这种结合活性等离子体纳米结构的直接SERS策略有望作为敏感监测和评估临床重要核苷酸生物标志物的替代工具广泛应用。

    关键词： PCR（聚合酶链式反应）、统计分析、等离子体纳米结构、表面增强拉曼光谱、DNA突变检测

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 突变型人P-选择素糖蛋白配体-1与肠道病毒71型病毒蛋白1在金纳米等离子体基底上的相互作用及其表面增强拉曼光谱特异性识别

    摘要： 蛋白质酪氨酸硫酸化是一种常见的翻译后修饰，能促进细胞间或细胞外蛋白质相互作用，并参与凝血、炎症及病毒感染等多种重要生物学过程。最新研究表明，人P-选择素糖蛋白配体-1（PSGL-1）可作为肠道病毒71型（EV71）的功能性受体。学界推测EV71的衣壳病毒蛋白VP1直接参与了与硫酸化或突变型PSGL-1的特异性结合。通过表面增强拉曼光谱（SERS）技术，在金纳米多孔基底上区分了PSGL-1与VP1的相互作用，并确定了酪氨酸残基位点（46、48和51）的特异性VP1结合位点。SERS检测显示，PSGL-1中的三个酪氨酸位点被苯丙氨酸（F）取代后，在纳米多孔基底突变蛋白的三个区域均获得强苯丙氨酸SERS信号。其中突变位点(51F)和(48F,51F)在1599-1666 cm?1处产生强SERS峰，可能与突变蛋白和纳米多孔基底上抗硫酸酪氨酸的相互作用有关。(48F)、(51F)及(46F,48F)位点的突变蛋白与VP1表现出显著SERS效应，这些位点与VP1的相互作用较弱——表现为突变蛋白中苯丙氨酸信号较强。

    关键词： 病毒蛋白1，P-选择素糖蛋白配体-1，表面增强拉曼光谱，纳米多孔，苯丙氨酸

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 块状共聚物衍生的垂直耦合等离子体阵列用于表面增强拉曼光谱

    摘要： 开发了一种由金覆盖纳米柱组成的表面增强拉曼光谱传感模板。该等离子体薄板由纳米柱底部的多孔金膜和柱顶的巴比涅互补点阵列构成。通过将铁盐前驱体掺入自组装嵌段共聚物薄膜并进行后续反应离子刻蚀来制备纳米柱。该方法制备简便、可扩展且成本效益高。我们报道了较小柱高能提升表面增强拉曼散射效率，以及点阵与多孔金膜之间更强的耦合效应，平均增强因子高达10^7。此外，嵌段共聚物衍生模板在拉曼强度测量中展现出优异的相对标准偏差（8%）。通过有限时域差分模拟研究了电磁近场增强的本质并确定了等离子体热点区域。

    关键词： 嵌段共聚物光刻、时域有限差分模拟、表面增强拉曼散射均匀性、等离激元纳米材料、表面增强拉曼光谱、纳米制造、4-氨基硫酚

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 集成表面增强拉曼散射检测的离心式微流控芯片设计与制备，用于快速诊断

    摘要： 设计并制备了一种集成血液分离与原位检测的微流控表面增强拉曼散射（SERS）芯片，用于临床血样的快速检测。该微流控SERS芯片的每个功能单元包含基于离心分离原理的分离沉降腔、混合通道以及由集成纳米金/银膜微结构构建的SERS检测腔室。以血清肌酐为典型样本验证芯片性能，发现水中肌酐SERS特征峰（678 cm-1）可有效识别，检测限低至4.42×10?3 μmol/mL。芯片对血样检测时，整个分离检测流程可在2分钟内完成，显著提升了肌酐检测效率。六例临床全血样本检测结果与酶法测定一致。该芯片具有所需血量少、可重复使用且操作简便等优势，有望为快速诊断提供新方法。

    关键词： 表面增强拉曼光谱（SERS）、血液分离、离心式微流控芯片、银膜@纳米金基底、快速诊断

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 室温下体积小于1立方纳米的光学皮腔 实现单原子尺度几何结构访问

    摘要： 在纳米尺度上可重复地限制光对于实现单分子水平上观察和控制化学反应的能力至关重要。我们在此可靠地形成了数百万个相同的纳米腔，并证明通过创建皮腔（具有埃级分辨率的单原子突起），可以将光进一步聚焦到亚纳米尺度。我们首次通过在特定选择的分子组分上进行高速表面增强拉曼光谱，在室温下稳定并分析这些腔体，收集并分析了超过200万张光谱。从这些皮腔获得的数据使我们能够推断出纳米尺度的结构信息，表明硫醇与金的结合使金属表面对光辐照不稳定。发现腈基团可使皮腔的消失稳定性提高10倍，通常能存活超过1秒。这样的构建证明了在环境条件下实现单分子化学的可行性。

    关键词： 皮腔、表面增强拉曼光谱、单分子化学、光学限制、纳米腔

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二氧化钛原子层沉积表面化学分析及利用表面增强拉曼光谱证实丙烯齐聚反应

    摘要： 通过原位表面增强拉曼光谱（SERS）与二氧化钛原子层沉积（ALD）联用技术，监测了多个ALD循环过程中瞬态表面物种的变化。采用3-巯基丙酸自组装单分子层作为捕获剂，确保钛前驱体（四异丙醇钛[TTIP]）的成核发生。对比纯前驱体的拉曼光谱与TiO2首循环的SERS光谱发现：存在典型的配体交换化学反应，表现为自限性生长且异丙氧基配体保持完整；但后续循环呈现显著不同的化学行为——在第二、三循环全程均未检测到异丙氧基配体残留。首循环后持续暴露TTIP或异丙醇将引发无限制的化学气相沉积（CVD）型生长。与其他前驱体（异丙醇铝、叔丁醇钛和丙醇钛）及DFT计算对比表明：对于TTIP前驱体，孤立的TiO2位点会促使脱附的异丙醇发生脱水反应，生成的丙烯继而寡聚为六碳烯烃，最终聚合形成难以区分的碳产物并在表面累积。这种脱水化学反应的出现应完全源于这些孤立TiO2位点的作用，因此预计在可实现TiO2 ALD的其他表面同样会发生。本研究揭示了当反应产物能与新生表面位点发生多种副反应时，看似温和的ALD过程如何演变为CVD过程。

    关键词： 寡聚化、二氧化钛、表面增强拉曼光谱、四异丙醇钛、原子层沉积、脱水化学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于常规和超快表面增强拉曼散射的光纤尖端探针研究

    摘要： 在本研究中，我们采用恒定结构的介质锥形光纤探针，通过改变金纳米颗粒（NPs）的空间排布方式，对光纤尖端探针中超短脉冲传播进行了三维计算实验。有趣的是，电场强度最高的"热点"并非出现在同排纳米颗粒链上，而是位于探针尖端相邻纳米颗粒链的末端颗粒之间（同排链间热点的电场强度量级为101，而相邻链末端颗粒间的电场强度量级达103）。最终我们确定仅含六个末端纳米颗粒的构型（Config4）具有最高的电场增强幅度，能在表面增强拉曼散射（SERS）检测目标物体时提供最佳空间分辨率。所有构型的热点超短时域响应均呈现较高脉冲展宽（相对展宽超过4.3%）。同时由于入射脉冲反射及后续干涉效应，除最优构型Config4外，多数热点的时域响应都包含多个峰。值得注意的是，Config4所有热点的超短时域响应虽呈单峰特征，但脉冲展宽仍较显著（相对展宽达234.1%）。结果表明，这种仅含六个末端纳米颗粒的新型金纳米颗粒包覆光纤尖端探针结构值得进一步研究，其可能具备重要的实际应用价值。

    关键词： 金纳米粒子、飞秒脉冲、光纤尖端探针、超快纳米光子学、表面增强拉曼光谱、时间响应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 银-壳聚糖纳米复合材料作为表面增强拉曼散射（SERS）传感油燃料中多环芳烃硫杂环化合物的等离子体平台

    摘要： 本文提出了一种用于表面增强拉曼光谱（SERS）传感的银-壳聚糖纳米复合材料。研究表明，厚度为0.8微米的光学透明壳聚糖涂层能使目标分析物渗透至银纳米颗粒，并适用于极性与非极性溶剂中的检测。在选定条件下，壳聚糖形成连续光滑的薄膜和涂层，既能稳定粗糙的金属纳米结构表面，又可作为固定化、均匀分散及预富集分析物的理想基质。研究选择多环芳烃硫杂环化合物作为目标分析物——这类物质既是重要的燃油质量标志物，也是最具危害性且最难清除的杂质成分。研究发现，为使分析物在金属纳米结构表面实现最有效的固定与均匀分布，需额外添加壳聚糖聚合物层。与裸露的金属银纳米结构基底相比，壳聚糖薄膜的存在显著提高了SERS光谱的重现性。此外，该纳米复合SERS传感器能快速测定异辛烷中二苯并噻吩及其衍生物，检测阈值优于0.1微摩尔。该方法成功应用于实际燃油样品分析，其结果与独立测量的FTIR和GC-MS数据高度吻合。

    关键词： 壳聚糖、非极性溶剂、多环芳烃硫杂环化合物、银纳米粒子、表面增强拉曼光谱

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用交叉点纳米焊接衍生的适体功能化整体等离子体纳米网格实现选择性、定量和多重表面增强拉曼光谱

    摘要： 表面增强拉曼光谱（SERS）技术的最新进展实现了痕量检测中前所未有的灵敏度和选择性多路复用。然而，由于SERS增强效应分布不均及低浓度下分子随机吸附的特性，ng级精度的多组分痕量分子定量检测尚未实现。无拉曼报告分子的SERS虽因分子独特指纹谱可实现特异性识别而利于定量，但受限于重现性差和SERS增强不足，迄今未能成功应用。通过多功能适配体修饰的等离子体金纳米网格实现均匀SERS增强，成功开发出具有高精度定量能力的无拉曼报告分子多路SERS技术。采用交叉点纳米焊接工艺制备出在水介质中具有优异均匀性和高稳定性的整体式金纳米网格，实现了皮摩尔水平下无拉曼报告分子的多组分检测及浓度与组成的高精度定量。以双酚A特异性适配体修饰的金纳米网格为例，成功从热敏纸中检测并定量了8.49纳克痕量双酚A。此外，通过主成分分析多路SERS光谱建立三元组成图谱，为未来无拉曼报告分子SERS技术提供了实用参考依据。

    关键词： 等离子体激元、纳米网格、多路复用、表面增强拉曼光谱、适配体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过可切换毛细力驱动自组装制备的纳米间隙等离子体结构，用于微流控表面增强拉曼散射对抗癌药物的局部检测

    摘要： 纳米间隙等离子体结构能显著增强电磁场，在表面增强拉曼光谱（SERS）传感领域具有广泛应用前景。虽然定向自组装策略已用于开放表面的微/纳结构制备，但在复杂基底或指定位置构建纳米间隙等离子体结构仍是重大挑战。本研究开发了一种可切换自组装方法，通过结合超临界干燥与激光打印制备的微柱毛细力驱动自组装（CFSA），成功制造三维纳米间隙等离子体结构。该聚合物微柱经超临界干燥可在溶剂显影过程中保持直立，金属镀膜后通过后续CFSA形成纳米间隙。得益于该方法的优异灵活性，可在平面或非平面基底上制备多种图案化等离子体纳米间隙结构用于SERS检测。流体环境中不同图案化纳米间隙的实测SERS信号显示最大增强因子达≈8×10?。这种微通道内的纳米结构还能实现对抗癌药物（阿霉素）的局部传感。通过融合自上而下工艺与自组装技术，该方法为流体通道内构建纳米间隙SERS器件提供了简便、高效且可控的途径，从而推动精准医疗应用发展。

    关键词： 抗癌药物、阿霉素、纳米间隙等离子体结构、毛细力驱动自组装、表面增强拉曼光谱、SERS、激光打印

    更新于2025-09-23 15:19:57